一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法

摘要

本发明涉及农业领域，具体关于一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法；本发明用秸秆纤维和牲畜粪便以及其他有机物和营养盐发酵制备了一种发酵制剂，使用该种制剂能在原有的土地上进行原位发酵，促进秸秆纤维在贫瘠的土壤中分解，改善土壤结构，改善沙化土地贫痔现状，提高土壤有机质和总氮含量及土壤持水力，满足农作物生长的需求；本发明改良农业土壤的方法使用的改良剂成本低廉，安全环保，具有高效改良土壤的能力和持效性强的优点；本发明的新型环保土壤改良方法在我国北方地区具有一定的推广价值及广阔的应用空间。

说明书

技术领域

本发明涉及农业领域，尤其是一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法。

背景技术

人们对土地沙漠化、水土流失等生态环境问题的愈发重视是土壤改良剂从研究向实际应用发展的重要因素。20世纪80年代，人们通过大量研究与应用对现有的合成高分子土壤改良材料有了深入的了解，发现其中改良效果较好的是具有水溶性高分子材料一聚丙烯酰胺，国内许多机构也开始了这个领域的研究与应用。

CN102823355B公开了一种土壤改良方法，包括如下步骤：a.将有机物料粉碎后进行堆肥发酵腐熟，得腐熟的有机肥；b.将腐熟的有机肥与磷肥充分混合，均匀撒施于平整过的地表，并翻入土壤，其中腐熟的有机肥用量为800-1500kg/亩，磷肥用量为50-100kg/亩。本发明方法可以快速培肥土壤和提高土地生产能力。

CN108718578A关于一种土壤改良方法，包括下列步骤：提取地力活化素：取一含活菌及生物酶的土壤原料以提取一地力活化素；制备活性有机肥：以该地力活化素与一有机肥混合并发酵腐熟形成一活性有机肥；导入：将该地力活化素及该活性有机肥施于一待改良的耕地；养地：控制该耕地的温度及湿度，培养一预定时间，并在培养期间添加该地力活化素。

CN105075444A公开了一种土壤改良方法，经过两年时间实现待改良土地的土壤改良，在第一年中，将待改良的土地不进行作物种植，但仍进行包括旋耕、施肥、灌溉的耕种措施；旋耕过程中，使用天然土壤改良剂；施肥过程中，施用有机肥；在第二年中，将待改良的土地种植绿肥作物，并施用有机肥。采用该发明的土壤改良方法改良的土壤，有机质增加，有益微生物群落增加，土壤透气保水性改善，土壤碳会增加，土壤的农残和重金属都降解到有机种植要求，能快速完成土壤的有机转换，通过有机种植认证。

现有技术的改良农业土壤的方法使用的改良剂成本较高，不具有安全环保，改良土壤的能力和持效性较差；需要进一步改进。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法。

一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法，其方法操作如下：

1将秸秆纤维粉碎后铺撒到土壤田面上，按照50-200g/m

2将发酵制剂按照20-80m

3按照传统耕作法进行翻耕土壤3-6次；

4将发酵制剂稀释，然后用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌；

5自然晾晒1-3天，然后再用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌，重复操作2-10次，土壤各项指标合格后即可完成农业土壤的改良工作。

所述的发酵制剂按照以下方法制备：

按照质量份数，将50-60份的猪粪，40-80份的酰胺化秸秆纤维，5-20份的糠醛渣，10-18份的豆粕粉，2-5份的石膏粉混合均匀后加水调节混合物含水量为50％-65％，然后加入质量份0.1％-0.35％的快速发酵菌剂，混合均匀后发酵7-14天，发酵过程中18-36h进行翻堆一次，控制发酵温度为40-65℃，发酵完成后加入10-20份的高岭土、1-10份的蛭石粉和180-300份的水，混合均匀后即可得到所述的发酵制剂。

所述的快速发酵菌剂包括：5％-12％的固氮菌群，8％-14％的光合菌群，16％-24％的放线菌群，8％-14％的硝酸菌群，5％-10％溶磷菌群，9.4％-12.7％的乳酸菌群、11.4％-13.5％的酵母菌群。

所述的秸秆纤维为稻草秸秆纤维或甘蔗渣纤维或玉米秸秆纤维。

所述的酰胺化玉米秸秆纤维，其制备方法为：

按质量份，在反应釜中，将50-70份秸秆纤维浸入清洗干净，再加入200-250份质量百分比浓度20-27％的硝酸水溶液，控温80-100℃，搅拌反应1-5h，过滤,放入到100-200份水中，加入0.02-0.2份2-呋喃甲胺，3-8份L-精氨酸，0.2-0.8份次亚磷酸钠，控温50-60℃，反应5-10h，完成后过滤，滤液循环使用，秸秆纤维在60-90℃下真空干燥，即可得到所述的一种酰胺化玉米秸秆纤维。

含羧基的玉米秸秆纤维与2-呋喃甲胺，L-精氨酸发生了酰胺化反应，生成了含有呋喃基以及胍基的酰胺化玉米秸秆纤维，其部分反应机理示意为：

所述的通风空气流量为30-60L/min。

所述的农业土壤为肥力贫瘠、退化、板结的农业土壤。

所述的发酵制剂稀释至0.1％-10％。

本发明的一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法，本发明用秸秆纤维和牲畜粪便以及其他有机物和营养盐发酵制备了一种发酵制剂，使用该种制剂能在原有的土地上贫瘠现状，提高土壤有机质和总氮含量及土壤持水力，满足农作物生长的需求；本发明改良农业土壤的方法使用的改良剂成本低廉，安全环保，具有高效改良土壤的能力和持效性强的优点；本发明的新型环保土壤改良方法在我国北方地区具有一定的推广价值及广阔的应用空间。

具体实施方式

下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：

实施例1

一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法，其方法操作如下：

1将秸秆纤维粉碎后铺撒到土壤田面上，按照50g/m

2将发酵制剂按照20m

3按照传统耕作法进行翻耕土壤3次；

4将发酵制剂稀释，然后用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌；

5自然晾晒1天，然后再用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌，重复操作2次，土壤各项指标合格后即可完成农业土壤的改良工作。

所述的发酵制剂按照以下方法制备：

按照质量kg数，将50kg猪粪，40kg酰胺化秸秆纤维，5kg糠醛渣，10kg豆粕粉，2kg石膏粉混合均匀后加水调节混合物含水量为50％，然后加入质量kg0.1％的快速发酵菌剂，混合均匀后发酵7天，发酵过程中18h进行翻堆一次，控制发酵温度为40℃，发酵完成后加入10kg高岭土、1kg蛭石粉和180kg水，混合均匀后即可得到所述的发酵制剂。

所述的酰胺化玉米秸秆纤维，其制备方法为：

在反应釜中，将50kg秸秆纤维浸入清洗干净，再加入200kg质量百分比浓度20％的硝酸水溶液，控温80℃，搅拌反应1-5h，过滤,放入到100kg水中，加入0.02kg2-呋喃甲胺，3kgL-精氨酸，0.2kg次亚磷酸钠，控温50℃，反应5h，完成后过滤，滤液循环使用，秸秆纤维在60℃下真空干燥，即可得到所述的一种酰胺化玉米秸秆纤维。

所述的快速发酵菌剂包括：5％的固氮菌群，8％的光合菌群，16％的放线菌群，8％的硝酸菌群，5％溶磷菌群，9.4％的乳酸菌群、11.4％的酵母菌群。

所述的秸秆纤维为稻草秸秆纤维。

所述的农业土壤为肥力贫瘠、退化、板结的农业土壤。

所述的发酵制剂稀释至0.1％。

实施例2

一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法，其方法操作如下：

1将秸秆纤维粉碎后铺撒到土壤田面上，按照120g/m

2将发酵制剂按照50m

3按照传统耕作法进行翻耕土壤4次；

4将发酵制剂稀释，然后用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌；

5自然晾晒2天，然后再用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌，重复操作6次，土壤各项指标合格后即可完成农业土壤的改良工作。

所述的发酵制剂按照以下方法制备：

按照质量kg数，将55kg猪粪，60kg酰胺化秸秆纤维，13kg糠醛渣，15kg豆粕粉，3.5kg石膏粉混合均匀后加水调节混合物含水量为55％，然后加入质量kg1.8％的尿素和0.25％的快速发酵菌剂，然后加入6kg腐殖酸、0.4kg硫酸亚铁、0.2kg硫酸锌、0.03kg硫酸镁和0.04kg硼酸，混合均匀后发酵12天，发酵过程中24h进行翻堆一次，控制发酵温度为55℃，发酵完成后加入15kg高岭土、5kg蛭石粉和240kg水，混合均匀后即可得到所述的发酵制剂。

所述的酰胺化玉米秸秆纤维，其制备方法为：

在反应釜中，将56kg秸秆纤维浸入清洗干净，再加入224kg质量百分比浓度24％的硝酸水溶液，控温90℃，搅拌反应4h，过滤,放入到170kg水中，加入0.1kg2-呋喃甲胺，4kgL-精氨酸，0.6kg次亚磷酸钠，控温53℃，反应8h，完成后过滤，滤液循环使用，秸秆纤维在80℃下真空干燥，即可得到所述的一种酰胺化玉米秸秆纤维。

所述的快速发酵菌剂包括：8％的固氮菌群，10％的光合菌群，18％的放线菌群，12％的硝酸菌群，8％溶磷菌群，11％的乳酸菌群、12％的酵母菌群。

所述的秸秆纤维为甘蔗渣纤维。

所述的农业土壤为肥力贫瘠、退化、板结的农业土壤。

所述的发酵制剂稀释至5％。

实施例3

一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法，其方法操作如下：

1将秸秆纤维粉碎后铺撒到土壤田面上，按照200g/m

2将发酵制剂按照80m

3按照传统耕作法进行翻耕土壤6次；

4将发酵制剂稀释，然后用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌；

5自然晾晒3天，然后再用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌，重复操作10次，土壤各项指标合格后即可完成农业土壤的改良工作。

所述的发酵制剂按照以下方法制备：

按照质量kg数，将60kg猪粪，80kg酰胺化秸秆纤维，20kg糠醛渣，18kg豆粕粉，5kg石膏粉混合均匀后加水调节混合物含水量为65％，然后加入质量kg0.35％的快速发酵菌剂，混合均匀后发酵14天，发酵过程中36h进行翻堆一次，控制发酵温度为65℃，发酵完成后加入20kg高岭土、10kg蛭石粉和300kg水，混合均匀后即可得到所述的发酵制剂。

所述的酰胺化玉米秸秆纤维，其制备方法为：

在反应釜中，将70kg秸秆纤维浸入清洗干净，再加入250kg质量百分比浓度27％的硝酸水溶液，控温100℃，搅拌反应5h，过滤,放入到200kg水中，加入0.2kg2-呋喃甲胺，8kgL-精氨酸，0.8kg次亚磷酸钠，控温60℃，反应10h，完成后过滤，滤液循环使用，秸秆纤维在90℃下真空干燥，即可得到所述的一种酰胺化玉米秸秆纤维。

所述的快速发酵菌剂包括：12％的固氮菌群，14％的光合菌群，24％的放线菌群，14％的硝酸菌群，10％溶磷菌群，11％的乳酸菌群、12.5％的酵母菌群。

所述的秸秆纤维为玉米秸秆纤维。

所述的农业土壤为肥力贫瘠、退化、板结的农业土壤。

所述的发酵制剂稀释至10％。

对比例1

一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法，其方法操作如下：

1将秸秆纤维粉碎后铺撒到土壤田面上，按照50g/m

2按照传统耕作法进行翻耕土壤3次；

3将发酵制剂稀释，然后用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌；

4自然晾晒1天，然后再用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌，重复操作2次，土壤各项指标合格后即可完成农业土壤的改良工作。

所述的发酵制剂按照以下方法制备：

按照质量kg数，将50kg猪粪，40kg酰胺化秸秆纤维，5kg糠醛渣，10kg豆粕粉，2kg石膏粉混合均匀后加水调节混合物含水量为50％，然后加入质量kg0.1％的快速发酵菌剂，混合均匀后发酵7天，发酵过程中18h进行翻堆一次，控制发酵温度为40℃，发酵完成后加入10kg高岭土、1kg蛭石粉和180kg水，混合均匀后即可得到所述的发酵制剂。

所述的酰胺化玉米秸秆纤维，其制备方法为：

在反应釜中，将50kg秸秆纤维浸入清洗干净，再加入200kg质量百分比浓度20％的硝酸水溶液，控温80℃，搅拌反应1-5h，过滤,放入到100kg水中，加入0.02kg2-呋喃甲胺，3kgL-精氨酸，0.2kg次亚磷酸钠，控温50℃，反应5h，完成后过滤，滤液循环使用，秸秆纤维在60℃下真空干燥，即可得到所述的一种酰胺化玉米秸秆纤维。

所述的快速发酵菌剂包括：5％的固氮菌群，8％的光合菌群，16％的放线菌群，8％的硝酸菌群，5％溶磷菌群，9.4％的乳酸菌群、11.4％的酵母菌群。

所述的秸秆纤维为稻草秸秆纤维。

所述的农业土壤为肥力贫瘠、退化、板结的农业土壤。

所述的发酵制剂稀释至0.1％。

对比例2

一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法，其方法操作如下：

1将发酵制剂按照20m

2按照传统耕作法进行翻耕土壤3次；

3将发酵制剂稀释，然后用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌；

4自然晾晒1天，然后再用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌，重复操作2次，土壤各项指标合格后即可完成农业土壤的改良工作。

所述的发酵制剂按照以下方法制备：

按照质量kg数，将50kg猪粪，40kg甘蔗渣纤维，5kg糠醛渣，10kg豆粕粉，2kg石膏粉混合均匀后加水调节混合物含水量为50％，然后加入质量kg0.1％的快速发酵菌剂，混合均匀后发酵7天，发酵过程中18h进行翻堆一次，控制发酵温度为40℃，发酵完成后加入10kg高岭土、1kg蛭石粉和180kg水，混合均匀后即可得到所述的发酵制剂。

所述的快速发酵菌剂包括：5％的固氮菌群，8％的光合菌群，16％的放线菌群，8％的硝酸菌群，5％溶磷菌群，9.4％的乳酸菌群、11.4％的酵母菌群。

所述的农业土壤为肥力贫瘠、退化、板结的农业土壤。

所述的发酵制剂稀释至0.1％。

对比例3

一种生物法土壤原位发酵改良农业土壤的方法，其方法操作如下：

1将秸秆纤维粉碎后铺撒到土壤田面上，按照50g/m

2将发酵制剂按照20m

3按照传统耕作法进行翻耕土壤3次；

4将发酵制剂稀释，然后用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌；

5自然晾晒1天，然后再用稀释后的发酵制剂对土壤进行漫灌，重复操作2次，土壤各项指标合格后即可完成农业土壤的改良工作。

所述的发酵制剂按照以下方法制备：

将50kg猪粪，40kg酰胺化秸秆纤维，10kg豆粕粉，2kg石膏粉混合均匀后加水调节混合物含水量为50％，然后加入质量kg0.1％的快速发酵菌剂，混合均匀后发酵7天，发酵过程中18h进行翻堆一次，控制发酵温度为40℃，发酵完成后加入10kg高岭土、1kg蛭石粉和180kg水，混合均匀后即可得到所述的发酵制剂。

所述的酰胺化秸秆纤维，其制备方法为：

在反应釜中，将50kg秸秆纤维浸入清洗干净，再加入200kg质量百分比浓度20％的硝酸水溶液，控温80℃，搅拌反应1-5h，过滤,放入到100kg水中，加入0.02kg2-呋喃甲胺，3kgL-精氨酸，0.2kg次亚磷酸钠，控温50℃，反应5h，完成后过滤，滤液循环使用，秸秆纤维在60℃下真空干燥，即可得到所述的一种酰胺化玉米秸秆纤维。

所述的快速发酵菌剂包括：5％的固氮菌群，8％的光合菌群，16％的放线菌群，8％的硝酸菌群，5％溶磷菌群，9.4％的乳酸菌群、11.4％的酵母菌群。

所述的秸秆纤维为稻草秸秆纤维。

所述的农业土壤为肥力贫瘠、退化、板结的农业土壤。

所述的发酵制剂稀释至0.1％。

以上是实施例的实验地位于北京市西山鹜峰国家森林公园内，北京位于半湿润大陆性季风气候区，四季分明，表现为春季干旱，霜冻情况时常发生、常出现风沙天气，夏季雨量充足，天气炎热，秋季一天内温差较大，冬季天气寒冷、空气中湿度很小每个实施例土地面积为100m

土壤养分测定：土壤有机质的测定采用重铬酸钾容量法-外加热法；全氮采用半微量凯氏定氮法。

以上实施例的土壤在改良完后的养分测定结果，其结果统计结果如下：